AutoCAD Civil 3D在土方工程中的应用＊

覃锋

AutoCAD Civil 3D在土方工程中的应用＊

覃锋

（贵州理工学院 矿业工程学院，贵州 贵阳 550003）

在土木工程施工中，土方量的计算是一项较为复杂且易出错的工作，利用Civil 3D软件在基于地形曲面和设计参数的情况下，可以较好地解决这个问题。介绍了Civil 3D在土方工程中土方量计算的几个典型应用，通过实例用图形显示了三维地形曲面、纵横断面线和土方工程量的计算结果，证明了Civil 3D是一个功能强大并且很适用的土木工程软件。

Civil 3D；数字地形曲面；土方工程量；道路工程挖填量

AutoCAD Civil 3D是Autodesk公司为土木与基础设施行业提供的智能化三维设计软件，适用于勘测、场地规划、总图、道路交通设计、水利水电、市政工程等不同行业领域。

Autodesk Civil 3D功能非常强大，能根据不同数据来源生成三维数字地形模型。利用数字地形模型可直观、快速、准确计算土方量、绘制纵横断面图、查看三维模型等功能。同时Autodesk Civil 3D还整合了CAD、3Dmax等软件，并具有强大的项目管理功能，其相关设计要素之间的动态关联更新功能大大降低了设计过程中的劳动强度，实现了所见即所得的设计模式，特别是在土石方工程量计算中当地形数据发生变化和设计参数更新之后该功能保证了工程量计算的正确性。

1 创建原始地形曲面

Civil 3D可以接受多种数据创建三维地形模型，这些数据包括野外测量的高程点、DWG格式的已有等高线及图上高程点、DEM数据等，同时还可以导入Google Earth中的地形数据。通过多源已知数据能够灵活地创建原始地形曲面，大大扩展了Civil 3D的应用范围。在曲面编辑或运算时，地形曲面的数据都是以三角网模式来存储和处理的。

2 Civil 3D计算土方工程量

2.1 放坡工程土方量

Civil 3D中的放坡是一项很实用的功能，它根据设计的放坡来自动创建一个曲面，并能计算体积。

首先设定放坡标准，然后利用放坡工具和命令进行放坡，将生成的放坡工程曲面与原始地形曲面融合得到挖填方线和施工后的地形三维模拟效果，施工的开挖线和坡脚线在粘贴后生成的曲面上清楚显示出来。利用【放坡体积工具】可以查看当前放坡组的挖填工程量，还可以通过调整放坡要素线的标高来控制挖方和填方的数量。在原始地形曲面上建立的一个水池放坡曲面如图1所示。在放坡体积工具中显示的挖方和填方工程量如图2所示。

图1 水池放坡组

图2 工程挖填方量

2.2 场地土方量计算

对于场地平整工程项目来说，Civil 3D采用方格网的方法计算场地平整工程量。Civil 3D根据已经建立的原始地形曲面内插出每个方格网角点的地形高程，按照设计高程和地形高程计算角点的挖填高度，每个方格根据4个角点的挖填高度计算该方格的挖填量，在最后汇总得到场地总的挖填土方量。

某场地土方工程的施工图如图3所示，由若干个方格组成方格网，每个方格清晰地显示了挖填量，在左下角沿着南北方向统计的是填方量，沿着东西向统计方格的填方量。

图3 场地土方施工图

2.3 道路工程挖填量的计算

地形曲面建立后，在地形曲面上确定道路中线位置并进行线路平面线形的设计，道路地形纵断面图设计出来之后，沿中线方向进行道路纵断面设计，由设计人员指定变坡点位置和对应竖曲线的设计参数，Civil 3D中的设计横断面就是从道路部件库中选择车道、路肩、边坡等部件，以搭积木的形式组成一个标准的道路模型，即道路装配。道路地形纵断面和地形横断面是在道路中线方向和横断面位置确定后在原始地形曲面上自动采样并绘制成图。公路设计如图4所示。生成的地形横断面和设计横断面如图5所示。

图4 公路设计

图5 地形横断面和设计横断面

Civil 3D根据地形纵横断面和设计的纵横断面计算道路的土方工程量。Civil 3D各对象之间始终保持动态关联，图形与数据间相互驱动，只要一处修改，相关模型处自动更新，因此成果图表与设计方案永远保持一致，这不仅提高了工作效率，而且减少了出错的机会。根据上面例子计算的土方总体积表如图6所示。

图6 土方总体积表

3 结论

通过上面的实例介绍了基于地形曲面AutoCAD Civil 3D在土方工程设计和工程量计算中的功能。Civil 3D各对象之间始终保持动态联系，既保证了工作效率，又减少了发生错误的机会，使得计算的土方工程量更加准确和快捷。Civil 3D作为一款基础设施领域的BIM软件，由于其强大的功能一定会随着BIM技术的不断推广在土木工程各领域应用越来越多。

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2095－6835（2020）20－0160－02

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A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.20.070

覃锋（1967—），男，硕士，副教授，主要从事工程测量的教学研究及其在工程上的应用。

2015年贵州理工学院教学改革研究项目“基于OBE工程教育模式的测量学课程教学改革研究”（编号：2015JGYJ02）

〔编辑：严丽琴〕